„Využití GPS jednotek firemních vozidel pro modelování dopravy na liniových komunikacích

• Foto

ZDROJE DOPRAVNÍCH DAT
Pro měření dopravní situace jsou v dnešní době využívány nejrůznější technologie. Nejčastěji jsou to indukční smyčky nebo jejich modernější ekvivalent – videodetektory. Tyto detektory mají několik nevýhod. Jedná se o zdroje tzv. bodových dat. Dopravu měří pouze ve svém blízkém okolí a většinou jsou na dálnicích tyto detektory od sebe vzdáleny několik kilometrů. Velkou výhodou je poměr zaznamenaných vozidel, protože ke své funkci nevyžadují žádné zařízení nainstalované ve vozidle.

Úsekové detektory využívají kamery s vysokým rozlišením k rozpoznávání registračních značek vozidel. Vozidlo je zachyceno na začátku i konci měřeného úseku, zachycený snímek je opatřen časovým údajem a při známé vzdálenosti obou měřicích profilů lze vypočítat úsekovou rychlost nebo dobu jízdy. Tato informace již o dopravě vypovídá více než informace z bodových zdrojů dopravních dat. Data z obou profilů je nutné párovat. Pokud je v měřeném úseku nějaký vjezd nebo výjezd, může dojít k opuštění vozidla měřené komunikace ještě před druhým měřicím profilem a nedojde k párování dat. Na Jižní spojce v Praze je podle výsledků měření párováno asi 40 % vozidel na úseku dlouhém 3,5 km, viz [2].

Nejkvalitněji lze dopravu sledovat tzv. časoprostorovým měřením, kdy máme informace o pozici vozidla v daném čase. Tyto informace přenášejí právě vozidla vybavená GPS jednotkou. Informace jsou přenášena většinou každých 200 m. Tato vozidla jsou vybavena GPS/GSM/GPRS modemem, který online vysílá informace o pozici, rychlosti a čase vozidla. Jak se počet takto vybavených vozidel neustále zvyšuje, tak jsou i poskytovaná data pro modelování dopravy stále vhodnější a hlavně sledování dopravy je kvalitnější. Penetrace dostupných firemních vozidel neklesala během měření pod 4 %. Nejvíce firemních vozidel jezdí ve všední dny mezi 5.–16. hodinou. O víkendech je počet dostupných vozidel asi 5x menší než ve všední dny.

MODELOVÁNÍ DOPRAVY A DETEKCE DOPRAVNÍCH EXCESŮ
Pro modelování dopravy byly využívány dva přístupy. První počítá z dodaných dat úsekové rychlosti mezi úseky, odkud GPS data přicházela. Pokud jsou úseky příliš blízko u sebe, projeví se různé chyby jako např. chyba GPS pozice nebo vliv využitého GPS mapového podkladu. Vlastní mapový podklad byl vytvořen měřením testovacím vozidlem vybaveným GPS/GPRS modemem vlastní konstrukce [4]. Vozidlo vysílalo informace o své poloze každou jednu sekundu. Mapový podklad byl dále zpřesněn výpočtem podle [3]. Finální mapový podklad obsahuje body vzdálené méně než 1 m, čímž lze zanedbat vliv použitého mapového podkladu na kvalitu měření. Druhý přístup využívá aktuální rychlosti, kterou vypočítává z dostupných dat GPS jednotka. Nové moderní jednotky mohou využívat dat již přímo z vozidla, která jsou do modemu přenášena po CAN bus sběrnici. Z dodaných dat jsou konstruovány tzv. LT diagramy, kde na jedné ose je ujetá vzdálenost vozidla a na druhé ose je čas.

Na obr. 2 lze vidět příklad LT diagramu. Tento LT diagram byl vytvořen pouze na základě GPS dat dodaných firmou SECAR BOHEMIA, a. s. Jak již bylo řečeno, na osách je čas a vzdálenost. Diagram je doplněn o barevné body, které znázorňují aktuální rychlost vozidla. Barevná škála včetně měřítka rychlosti v km/h je napravo od grafu. Jedná se o sledování dopravní situace ve směru z Brna do Prahy ve čtvrtek 19. března 2009. Vozidla jedoucí rychlostí nad 110 km/h jsou odfiltrována, aby více vynikla pomalu jedoucí vozidla a s tím spojené dopravní excesy.

Na obrázku lze vidět, že asi 10 km od Prahy v 7 hodin ráno začala vozidla zpomalovat a vytvořila se cca 4 km dlouhá kolona. V 8 hodin ráno před 15. km od Prahy došlo k druhé nehodě a vytvořila se druhotná kratší kolona trvající až do 10. hodiny ráno. První vzniklá kolona zanikla lehce po 9. hodině.

Další obrázek zobrazuje stejnou situaci klasickým LT diagramem. Barevné linky označují jednotlivá vozidla. Osy zůstávají stejné jako v předchozím obrázku. Z tohoto grafu lze aktuální rychlost určit ze sklonu trajektorie vozidla. Bez přiblížení není dopravní exces z klasického LT diagramu natolik patrný.

ZÁVĚR
GPS data z vozidel lze bezesporu využívat pro kvalitní monitorování dopravní situace. Z prezentovaných grafů lze vyčíst dopravní situaci, polohu a délku vytvořených kolon. Data nejsou nijak časově agregována, jako je zvykem u ostatních druhů dopravních měření, a proto lze získat dopravní informace velmi rychle. Tato rychlost je obzvlášť důležitá pro automatické systémy detekce dopravních excesů (AID). Nejen pro tyto účely mohou mít GPS data v kombinaci s dalšími zdroji dopravních dat velký význam.

LITERATURA:
[1] Přibyl, P. a Mach, R.: Řídicí systémy silniční dopravy, ČVUT v Praze, Fakulta Dopravní, 2003
[2] Wosyka, J.: Využití plovoucích vozidel pro management dopravy – Hybridní systém pro odhadování doby jízdy na liniové komunikaci, ELTODO EG, a. s., 2009
[3] Vincenty, T.: Direct and Inverse Solution on the Ellipsoid with application of nested equations, DMAAC Geodetic Survey Squadron, 1975
[4] Wosyka, J.: Modifikace aplikací Dolly a Flotar implementovaných v GPS/GSM/ GPRS modemu Gener GenLoc25, Praha: ELTODO EG a. s., výkumná zpráva VZ 243/06, 2006

Using GPS units from company cars for modelling transport on line roads
The article deals with the possibility of using data of collected company cars. Data is mainly used for making the book of rides or for monitoring the cars through central control system. It introduces the way of visual presentation of obtained data for fast and visual overview of transport situation on the monitored section of the road.

Autor

• Ing. Wosyka Jakub